(57)【要約】【課題】  単一光ファイバ伝送路と双方向光増幅中継器とＯＡＤＭノード装置を用いた光伝送システムにおいて、ＰＤＭ補償器の適用範囲の拡大又はＰＤＭ補償器を不要とする。【解決手段】  ノード装置は、複数の波長の光信号を送受信する手段と、各波長ごとに送受信する方路を時計回りまたは反時計回りに設定する光スイッチと、各波長におけるＤＧＤ値波長特性を測定するＤＧＤ測定装置とを備え、２つのノード装置間を接続する時計回りパスと反時計回りパスの距離が異なる光伝送システムにおいて、時計回りパスと反時計回りパスで伝送する光信号の波長を割り当てるときに、ＤＧＤ測定装置で測定される光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性に応じて、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さい第１の波長を相対的に長距離のパスに割り当て、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きい第２の波長を相対的に短距離のパスに割り当てる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路に配置される複数のノード装置と、各ノード装置間の光ファイバ伝送路に配置される双方向光増幅中継器とを備え、
前記ノード装置は、複数の波長の光信号を送受信する手段と、各波長ごとに送受信する方路を時計回りまたは反時計回りに設定する光スイッチと、各波長におけるＤＧＤ値波長特性を測定するＤＧＤ測定装置とを備え、２つのノード装置間を接続する時計回りパスと反時計回りパスの距離が異なる光伝送システムにおいて、
前記時計回りパスと前記反時計回りパスで伝送する光信号の波長を割り当てるときに、前記ＤＧＤ測定装置で測定される前記光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性に応じて、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さい第１の波長を相対的に長距離のパスに割り当て、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きい第２の波長を相対的に短距離のパスに割り当てる
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝送システムにおいて、
前記ＤＧＤ測定装置で測定される前記光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性が時間変動し、前記第１の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きくなり、前記第２の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さくなった場合には、前記光スイッチを切り替え、前記第２の波長が相対的に長距離のパスに接続され、前記第１の波長が相対的に短距離のパスに接続されるように設定する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項３】
請求項１に記載の光伝送システムにおいて、
前記ＤＧＤ測定装置で測定される前記光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性が時間変動し、前記第１の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きくなり、前記第２の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さくなった場合には、前記各波長で送受信する手段の波長を切り替え、前記第２の波長が相対的に長距離のパスに接続され、前記第１の波長が相対的に短距離のパスに接続されるように設定する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項４】
請求項１に記載の光伝送システムにおいて、
前記時計回りパスおよび前記反時計回りパスの一方を現用系パスとし、他方を予備系パスとする構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
請求項２に記載の光伝送システムにおいて、
前記時計回りパスおよび前記反時計回りパスの一方を現用系パスとし、他方を予備系パスとしたときに、前記光スイッチの切り替えにより現用系パスと予備系パスの方向が逆転する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
請求項３に記載の光伝送システムにおいて、
前記時計回りパスおよび前記反時計回りパスの一方を現用系パスとし、他方を予備系パスとしたときに、前記各波長で送受信する手段の波長切り替えにより現用系パスと予備系パスの波長が切り替わる構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状の光ファイバ伝送路に配置される複数のＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexer) ノード装置間で、時計回りパスと反時計回りパスの距離が異なるときに各パスに割り当てる波長を考慮した光伝送システムに関する。特に、本発明は、光ファイバ伝送路の偏波分散（ＰＭＤ）値が伝送特性に影響を与える超高速光信号を扱うＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)システムを含む光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的なＯＡＤＭシステムの構成例を示す（非特許文献１）。図において、ＯＡＤＭシステムは、単一の光ファイバ伝送路４１と双方向光増幅中継器４２で双方向リングを構成したものであり、単一光ファイバ双方向リング構成と呼ばれる。本構成では、１本の光ファイバ伝送路４１上で対向する１組のＯＡＤＭノード装置４３，４４に対して、異なる方向と伝送距離をもつ２本のパス（波長λ1 ，λ2 ）が形成される。ここでは、時計回りのパス（波長λ1 ）が反時計回りのパス（波長λ2 ）に比べて伝送距離が長くなっている。通常、このような２本のパスは現用系および予備系の二重化構成として用いられ、光ファイバ伝送路４１などに障害が発生した場合に、現用系信号を逆回りの予備系信号に切り替える使い方がされる。
【０００３】
なお、一般的には時計回りのパスおよび反時計回りのパスとして、それぞれ複数の波長に対応する複数のパスが設定されるが、本明細書ではそれぞれ１波長に代表して説明している。
【０００４】
一方、伝送速度が40Ｇbit/s 以上の光信号を用いた超高速ＷＤＭシステムの研究が進んでおり、ＲＯＡＤＭシステムへの適用も期待されている。このような超高速光信号伝送における伝送距離の制限要因の一つに、光ファイバ伝送路の偏波分散（ＰＭＤ）による光信号波形劣化が知られている。このようなＰＭＤによる伝送特性劣化を抑圧するためには、ＰＭＤ補償器が用いられる。このＰＭＤ補償器は、光ファイバ伝送路と同等のＰＭＤ値をもつデバイス（例えば偏波保持光ファイバ）を用いて群遅延時間差（ＤＧＤ）を打ち消すものである（非特許文献２）。
【非特許文献１】Stuart S, et al., "Multiwavelength Ring Networks for Switch Consolidation and Interconnection", ICC '92, pp.1173-1179, 1992
【非特許文献２】Jens C.Rasmussen, et al., "Automatic Compensation of Polarization-Mode Dispersion for 40 Gb/s Transmossion Systems", J.of Lightwave Technology, Vol.20, No.12, pp.2101-2109, December 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光ファイバのＤＧＤ値は波長や時間によって変化するため、ＰＭＤ補償器ではＤＧＤ補償量を可変とする必要があった。しかし、図４に示すＯＡＤＭシステムのように、現用系パス（例えば時計回りのλ1 ）から予備系パス（例えば反時計回りのλ2 ）に切り替えたときに、波長が変化する場合や極端に伝送距離が変化する場合には、ＰＭＤ補償器の補償範囲を外れて補償不足や過補償となるパスが発生することがある。特に、ＲＯＡＤＭシステムに適用する場合には、これは重要な問題となる。
【０００６】
なお、光ファイバのＤＧＤ値は波長依存性があり、図５に示すようにＤＧＤ値波長特性が変化する。このとき、波長または時間で測定したＤＧＤ値の分布は、図６に示すように Maxwell分布に従うことが知られている。したがって、ＷＤＭ信号においても波長によって補償すべきＤＧＤ値に違いが生じることになる。
【０００７】
本発明は、単一光ファイバ伝送路と双方向光増幅中継器とＯＡＤＭノード装置を用いた光伝送システムにおいて、上記の特性を考慮し、ＰＤＭ補償器の適用範囲の拡大またはＰＤＭ補償器を不要とすることができる光伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、リング状の光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路に配置される複数のノード装置と、各ノード装置間の光ファイバ伝送路に配置される双方向光増幅中継器とを備え、ノード装置は、複数の波長の光信号を送受信する手段と、各波長ごとに送受信する方路を時計回りまたは反時計回りに設定する光スイッチと、各波長におけるＤＧＤ値波長特性を測定するＤＧＤ測定装置とを備え、２つのノード装置間を接続する時計回りパスと反時計回りパスの距離が異なる光伝送システムにおいて、時計回りパスと反時計回りパスで伝送する光信号の波長を割り当てるときに、ＤＧＤ測定装置で測定される光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性に応じて、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さい第１の波長を相対的に長距離のパスに割り当て、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きい第２の波長を相対的に短距離のパスに割り当てる。なお、第１の波長および第２の波長には、それぞれ１以上の波長が含まれるものとする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、ＤＧＤ測定装置で測定される光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性が時間変動し、第１の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きくなり、第２の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さくなった場合には、光スイッチを切り替え、第２の波長が相対的に長距離のパスに接続され、第１の波長が相対的に短距離のパスに接続されるように設定する構成である。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、ＤＧＤ測定装置で測定される光ファイバ伝送路のＤＧＤ値波長特性が時間変動し、第１の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きくなり、第２の波長に対応するＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さくなった場合には、各波長で送受信する手段の波長を切り替え、第２の波長が相対的に長距離のパスに接続され、第１の波長が相対的に短距離のパスに接続されるように設定する構成である。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明において、時計回りパスおよび反時計回りパスの一方を現用系パスとし、他方を予備系パスとする構成である。
【００１２】
第５の発明は、第２の発明において、時計回りパスおよび反時計回りパスの一方を現用系パスとし、他方を予備系パスとしたときに、光スイッチの切り替えにより現用系パスと予備系パスの方向が逆転する構成である。
【００１３】
第６の発明は、第３の発明において、時計回りパスおよび反時計回りパスの一方を現用系パスとし、他方を予備系パスとしたときに、各波長で送受信する手段の波長切り替えにより現用系パスと予備系パスの波長が切り替わる構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、リング状の光ファイバ伝送路を介して接続されるノード装置間で、時計回りパスと反時計回りパスの距離が異なるときに、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さい波長を相対的に長距離のパスに割り当て、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きい波長を相対的に短距離のパスに割り当てることができる。さらに、ＤＧＤ値波長特性が時間変動して各パス（波長）のＤＧＤ値と距離の関係が逆転したときに、各パスの伝送方向や各パスの波長を入れ替えることができる。
【００１５】
これにより、ＰＭＤ補償器として補償範囲の狭いもので対応できるとともに、各パス（波長）のＤＧＤ値と距離の関係（距離が長いがＤＧＤ値が小さい、ＤＧＤ値が大きいが距離が短い）が適合すればＰＭＤ補償器を省略することも可能である。特に、超高速光信号を用いるＲＯＡＤＭシステムでは、ＰＭＤ補償器に対する条件が緩和され、経済的な構成を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示す。図において、本実施形態の光伝送システムは、単一の光ファイバ伝送路１１と双方向光増幅中継器１２で双方向リングを構成し、光ファイバ伝送路１１上に例えば１組のＯＡＤＭノード装置１３，１４が配置される。ＯＡＤＭノード装置１３，１４の間には、例えば時計回りの現用系パスと、反時計回りの予備系パスが形成される。ここでは、現用系パスに対して予備系パスの伝送距離が相対的に短くなっている。
【００１７】
ＯＡＤＭノード装置１３は、現用系の送信装置（Ｔx #0) ３１と、予備系の送信装置（Ｔx #1) ３２と、送信信号の方路を切り替える光スイッチ（光ＳＷ）３３と、光ファイバのＤＧＤ値波長特性を測定するＤＧＤ測定装置３４を備える。ＯＡＤＭノード装置１４は、現用系の受信装置（Ｒx #0) ４１と、予備系の受信装置（Ｒx #1) ４２と、送信信号の方路を切り替える光スイッチ４３と、光ファイバのＤＧＤ値波長特性を測定するＤＧＤ測定装置４４を備える。なお、ここでは、ＯＡＤＭノード装置１３からＯＡＤＭノード装置１４への伝送を想定しているが、逆方向についても同様に送受信装置が配置される。
【００１８】
本実施形態では、現用系と予備系に用いる波長が例えばλ1 とλ2 で決まっているときに、光ファイバ伝送路１１のＤＧＤ値波長特性に応じて、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より小さくなる波長λ1 を長距離のパス（ここでは現用系パス）に割り当て、ＤＧＤ値が平均ＤＧＤ値より大きくなる波長λ2 を逆方向の短距離のパス（ここでは予備系パス）に割り当てる。すなわち、ＯＡＤＭノード装置１３，１４では、現用系の送信装置３１と受信装置４１との間の送受信波長をλ1 とし、予備系の送信装置３２と受信装置４２との間の送受信波長をλ2 とし、光スイッチ３３，４３は、時計回りの現用系パス（λ1 ）を介して現用系の送信装置３１と受信装置４１を接続し、反時計回りの予備系パス（λ2 ）を介して予備系の送信装置３２と受信装置４２を接続する。
【００１９】
また、本実施形態では、ＤＧＤ値が小さい波長（λ1 ）を長距離のパスに用い、ＤＧＤ値が大きい波長（λ2 ）を短距離のパスに用いているので、ＰＭＤ補償器として補償範囲の狭いもので対応できるとともに、各パス（波長）のＤＧＤ値と距離の関係（距離が長いがＤＧＤ値が小さい、ＤＧＤ値が大きいが距離が短い）が適合すればＰＭＤ補償器を省略することも可能である。
【００２０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の光伝送システムの第２の実施形態を示す。本実施形態の構成は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００２１】
第１の実施形態の構成では、ＤＧＤ値が小さい波長λ1 を長距離の現用系パスに割り当て、ＤＧＤ値が大きい波長λ2 を逆方向の短距離の予備系パスに割り当てていたが、ＤＧＤ値波長特性が時間的に変化し、図２に示すように点線から実線にシフトすると、その関係が逆転することがある。
【００２２】
本実施形態では、このような逆転現象をＤＧＤ測定装置３４，４４で検出した場合に、光スイッチ３３，４３を切り替える。すなわち、光スイッチ３３，４３は、ＤＧＤ値が大きくなった波長λ1 の現用系パスを反時計回りの短距離方向に切り替え、現用系の送信装置３１と受信装置４１を接続する。また、光スイッチ３３，４３は、ＤＧＤ値が小さくなった波長λ2 の予備系パスを時計回りの長距離方向に切り替え、予備系の送信装置３２と受信装置４２を接続する。
【００２３】
（第３の実施形態）
図３は、本発明のＲＯＡＤＭシステムの第３の実施形態を示す。本実施形態の構成は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００２４】
第１の実施形態の構成では、ＤＧＤ値が小さい波長λ1 を長距離の現用系パスに割り当て、ＤＧＤ値が大きい波長λ2 を逆方向の短距離の予備系パスに割り当てていたが、ＤＧＤ値波長特性が時間的に変化し、図３に示すように点線から実線にシフトすると、その関係が逆転することがある。
【００２５】
本実施形態では、このような逆転現象をＤＧＤ測定装置３４，４４で検出した場合に、送信装置３１，３２の波長を切り替える。すなわち、時計回りの長距離の現用系パスの波長をλ1 からλ2 に切り替え、現用系の送信装置３１と受信装置４１との間でＤＧＤ値が小さい波長λ2 の光信号を送受信する。また、反時計回りの短距離の予備系パスの波長をλ2 からλ1 に切り替え、予備系の送信装置３２と受信装置４２との間でＤＧＤ値が大きい波長λ1 の光信号を送受信する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す図。
【図４】一般的なＯＡＤＭシステムの構成例を示す図。
【図５】光ファイバのＤＧＤ値測定例を示す図。
【図６】ＤＧＤの時間的分布を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１１  光ファイバ伝送路
１２  双方向光増幅中継器
１３，１４  ＯＡＤＭノード装置
３１，３２  送信装置（Ｔx ）
４１，４２  受信装置（Ｒx ）
３３，４３  光スイッチ（光ＳＷ）
３４，４４  ＤＧＤ測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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